專利名稱：一種發(fā)射波束跟蹤方法、系統(tǒng)及發(fā)射端設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無線通信領域，尤其涉及一種發(fā)射波束跟蹤方法、系統(tǒng)及發(fā)射 端設備。
背景技術：
對于上、下行信道各異的頻分雙工(Frequency Division Duplex., FDD)無 線通信系統(tǒng)，下行信道估計并不能由上行信道估計直接獲得?，F(xiàn)有技術通常通 過兩類方法來獲取下行信道參數(shù) 一類是由上行信道估計獲得的信道參數(shù)推導 下行信道的參數(shù)來實現(xiàn)；另一類是通過增加一條接收端到發(fā)射機的反饋鏈路， 將接收端估計的信道參數(shù)反饋給發(fā)射機來實現(xiàn)。
現(xiàn)有在CDMA系統(tǒng)中結(jié)合智能天線與功率控制技術是一種非常有效方法， 可以大大增加系統(tǒng)容量。而同時CDMA系統(tǒng)中的閉環(huán)功率控制也是一種特殊的 反饋方法，使接收端的信號接收質(zhì)量可靠而發(fā)射機的發(fā)射功率又不會過大，接 收端根據(jù)接收的信號與干擾加噪聲比(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR)來指示發(fā)射機調(diào)整其發(fā)射功率，這其中實際上也暗示了信道強度編號。
在WEN W K和ZHOU Y P的論文"Transmit beam-tracking algorithm in FDD DMA cellular wireless system" IEE Electronics Letter,2004，40 ( 13 ) :814-816 中提出了一種在功率控制下的發(fā)射波束跟蹤方法。當基站使用智能天線時，由 于智能天線空間譜的方向性，如圖1所示，發(fā)射功率尸隨波束的指向而有所不 同，即具有方向性，可寫為 '
由, ")
其中，&(力=v(orfi^為發(fā)射波束空間鐠表達式，y。為用戶要求的SINR閾值，G為信道增益，I為干擾，N為噪聲，e為發(fā)射方位角e, v(cr)為用戶角"
方向上的導向向量， 為對應發(fā)射方位角e的智能天線權(quán)向量，(')"表示共軛轉(zhuǎn) 置。
并且，如果智能天線陣列是均勻線陣(NonuniformLinear Antenna Array, ULA),且陣元距為半波長時，系統(tǒng)發(fā)射功率P與發(fā)射方位角S之間具有如下 兩個性質(zhì) 、
性質(zhì)1.當- = 時，系統(tǒng)發(fā)射功率最小，即尸(《)《/>(。；
性質(zhì)2. 假設F。 (e)主瓣內(nèi)的方位角S和《滿足-"| ^ |《-a| ,則 ■)。
因此，系統(tǒng)發(fā)射方位角離用戶越遠，尸(力就越大；當且僅當系統(tǒng)發(fā)射波束 對準用戶，即發(fā)射方位角為a時，才有最小系統(tǒng)發(fā)射功率P(")。
假設用戶落在當前發(fā)射波束空間譜尸,)的主瓣范圍內(nèi)，設當前發(fā)射功率為
p(《)，若滿足尸(《)s尸(《一,;)，則說明當前發(fā)射方位角《比前一次的發(fā)射方位角
《-，更接近a;反之，則說明當前發(fā)射方位角遠離"。則有如下跟蹤迭代算法， 以搜索用戶方位角
其中，
f一;i 戶(《)〉尸(《J 丄i 豐)《來,)
(2)
(3)
(4)
而G為收斂因子，5;為方位角迭代步長?？梢宰C明此算法是收斂的，且
lim《=a
在每次通過(2)式得到一個發(fā)射方位角《后，就通過閉環(huán)發(fā)射功率控制調(diào) 整發(fā)射功率，直到滿足用戶的SINR要求，將滿足要求的發(fā)射功率記為P(《)， 將P(《)和尸(D作比較，根據(jù)(3) 、 (4)式更新&和&。然后，再根據(jù)(2)式進行發(fā)射方位角調(diào)整，接著根據(jù)調(diào)整后的發(fā)射方位角進行發(fā)射功率調(diào)整，這 樣重復對發(fā)射方位角和發(fā)射功率進行調(diào)整，直到通信結(jié)束。
但是，當信道變化時，如圖2(1)所示，當發(fā)射方位角迭代到某一角度《+2
時由于信道出現(xiàn)大的衰落等原因，需要的發(fā)射功率P(《J相對靜止信道時大很 多，但由于尸(《+2)>尸(《+,)，發(fā)射方位角進行反向迭代，直到到達-時，由于 f(《h尸(《+,)，再次反向迭代。于是發(fā)射方位角就在角度《+,附近往返迭代，很 難再搜索到用戶角"。'
另外，如圖2(2)所示，當用戶以足夠的速度遠離基站時，根據(jù)上述方法 提供的發(fā)射方位角迭代條件，會造成錯誤方向迭代；如圖2(3)所示，當用戶 以足夠的速度接近基站時，4艮據(jù)上述方法提供的發(fā)射方位角迭代條件，也會造 成錯誤方向迭代。
由上可知，現(xiàn)有發(fā)射波束跟蹤方法只適用于靜態(tài)信道，在動態(tài)信道中采用 該方法則不一定能跟蹤到用戶角，不能滿足實際應用的需求，這是本領域一個 急待解決的技術難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種發(fā)射波束跟蹤方法， 使得在動態(tài)信道中仍能跟蹤到用戶角，滿足實際應用的需求。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種發(fā)射波束跟蹤系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的還在于提供一種包含上述發(fā)射波束跟蹤系統(tǒng)的發(fā)射端設備。
本發(fā)明的目的通過下述技術方案予以實現(xiàn)。 A.本發(fā)明提供了 一種發(fā)射波束跟蹤方法，所述方法包括下述步驟
步驟a、用等間隔寬度的波束搜索小區(qū)，將具有最小發(fā)射功率波束的主瓣 角度作為當前發(fā)射方位角；
步驟b、在當前發(fā)射方位角下，根據(jù)接收到的功率控制反饋信息進行發(fā)射 功率調(diào)整，并統(tǒng)計連續(xù)接收到的要求增加發(fā)射功率的功率控制反饋信息的次數(shù)；步驟C、判斷統(tǒng)計到的次數(shù)等于預設的第一判斷閾值時，增加方位角迭代
步長，然后執(zhí)行步驟f;
步驟d、判斷統(tǒng)計到的次數(shù)等于預設的第二判斷閾值時，將統(tǒng)計到的次數(shù) 清零，然后執(zhí)行步驟a;
步驟e、判斷到當前發(fā)射方位角下的發(fā)射功率調(diào)整未完成時，執(zhí)行步驟b;
步驟f、根據(jù)當前發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率與上一發(fā) 射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率，采用動態(tài)方位角迭代步長進行發(fā) 射方位角更新，然后執(zhí)行步驟b;
所述第 一判斷閾值小于所述第二判斷閾值。
B.本發(fā)明提供了 一種發(fā)射波束跟蹤系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
波束搜索單元，用等間隔寬度的波束搜索小區(qū)，將具有最小發(fā)射功率波束 的主瓣角度作為當前發(fā)射方位角；
發(fā)射方位角更新單元，用于根據(jù)當前發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的 發(fā)射功率與上一發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率，采用動態(tài)方位 角迭代步長進行發(fā)射方位角更新；
發(fā)射功率更新單元，用于在當前發(fā)射方位角下，根據(jù)接收到的功率控制反 饋信息進行發(fā)射功率調(diào)整，并統(tǒng)計連續(xù)接收到的要求增加發(fā)射功率的功率控制 反饋信息的次數(shù)；
迭代步長增加單元，用于當所述發(fā)射功率更新單元統(tǒng)計到的次數(shù)等于預設 的第一判斷閎值時，增加所述發(fā)射方位角更新單元的方位角迭代步長后，觸發(fā) 所述發(fā)射方位角更新單元更新當前發(fā)射方位角；
功率控制判斷單元，用于判斷當前發(fā)射方位角下的發(fā)射功率調(diào)整是否完成， 如果是則觸發(fā)所述發(fā)射方位角更新單元更新當前發(fā)射方位角，否則，觸發(fā)所述 發(fā)射功率更新單元進行發(fā)射功率調(diào)整；
搜索判斷單元，用于判斷所述發(fā)射功率更新單元統(tǒng)計到的次數(shù)是否等于預 設的第二判斷閾值，如果是則將所述發(fā)射功率更新單元統(tǒng)計到的次數(shù)清零，并觸發(fā)所述波束搜索單元重新搜索小區(qū)，以重新確定當前發(fā)射方位角，否則，觸
發(fā)所述功率控制判斷單元進行判斷；
所述第 一判斷閾值小于所述第二判斷閾值。
c.本發(fā)明提供了一種包含上述發(fā)射波束跟蹤系統(tǒng)的發(fā)射端設備，所述設
備包含天線陣列。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下突出的優(yōu)點
在本發(fā)明中，通過統(tǒng)計連續(xù)接收到的要求增加發(fā)射功率的功率控制反饋信 息的次數(shù)，確定是否需要采用動態(tài)方位角迭代步長進行發(fā)射方位角更新，或重 新搜索小區(qū)以重新確定當前發(fā)射方位角，實現(xiàn)了一種發(fā)射波束跟蹤方法。該方 法在靜態(tài)信道或動態(tài)中均能有效跟蹤到用戶角，大大提高了無線通信系統(tǒng)發(fā)射 端跟蹤用戶角的準確性，使現(xiàn)存的技術難題迎刃而解。


圖l是現(xiàn)有技術提供的智能天線空間譜的方向示意圖； 圖2 ( 1 )是現(xiàn)有技術提供的當信道出現(xiàn)大的衰落時，發(fā)射方位角的迭代示 意圖2 (2)是現(xiàn)有技術提供的當用戶以足夠的速度遠離基站時，發(fā)射方位角 的迭代示意圖2 (3)是現(xiàn)有技術提供的當用戶以足夠的速度接近基站時，發(fā)射方位角 的迭代示意圖3是本發(fā)明實施例提供的發(fā)射波束跟蹤方法的實現(xiàn)流程圖； 圖4是本發(fā)明實施例提供的發(fā)射波束跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實 施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。 實施例1
通過統(tǒng)計連續(xù)接收到的要求增加發(fā)射功率的功率控制反饋信息的次數(shù)，確 定是否需要釆用動態(tài)方位角迭代步長進行發(fā)射方位角更新，或重新搜索小區(qū)以 重新確定當前發(fā)射方位角。
圖3示出了本發(fā)明實施例提供的發(fā)射波束跟蹤方法的實現(xiàn)流程，詳述如下 在步驟S301中，用等間隔寬度的波束搜索小區(qū)，將具有最小發(fā)射功率波束
的主瓣角度作為當前發(fā)射方位角；
在步驟S302中，在當前發(fā)射方位角下，根據(jù)接收到的功率控制反饋信息進
行發(fā)射功率調(diào)整，并統(tǒng)計連續(xù)接收到的要求增加發(fā)射功率的功率控制反饋信息
的次數(shù)；
在步驟S303中，判斷統(tǒng)計到的次數(shù)，當統(tǒng)計到的次數(shù)等于預設的第一判斷 閾值時，執(zhí)行步驟S304,否則執(zhí)行步驟S305;
在步驟S304中，增加方位角迭代步長，然后執(zhí)行步驟S308;
在步驟S305中，判斷統(tǒng)計到的次數(shù)，當統(tǒng)計到的次數(shù)等于預設的第二判斷 閾值時，執(zhí)行步驟S306,否則執(zhí)行步驟S307;
在步驟S306中，將統(tǒng)計到的次數(shù)清零，然后執(zhí)行步驟S301，重新確定當 前發(fā)射方位角；
在步驟S307中，判斷當前發(fā)射方位角下的發(fā)射功率調(diào)整是否完成，如果是 則執(zhí)行步驟S308,否則執(zhí)行步驟S302。
在步驟S308中，才艮據(jù)當前發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率與 上一發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率，釆用動態(tài)方位角迭代步長 進行發(fā)射方位角更新，然后執(zhí)行步驟S302;
發(fā)射波束跟蹤方法應用于無線通信環(huán)境下，例如FDD無線通信系統(tǒng)、TDD 無線通信系統(tǒng)等，其發(fā)射端設備包含天線陣列，例如均勻線陣、圓陣、方陣等 均適用，預設的第一判斷閾值大于預設的第二判斷閥值。首先，執(zhí)行步驟S301,用間隔是一個波束寬度的等間隔寬度的波束搜索小 區(qū)，選擇具有最小發(fā)射功率尸。^。)波束的主瓣角度作為當前發(fā)射方位角，記為 《，這樣可以保證期望用戶在初始發(fā)射波束主瓣內(nèi)。
然后，執(zhí)行步驟S302,在當前發(fā)射方位角《下，根據(jù)接收到的功率控制反 饋信息，采用固定步長功率控制進行發(fā)射功率調(diào)整。這里，假設當前發(fā)射方位 角為《，采用下式進行在發(fā)射方位角《下的發(fā)射功率調(diào)整
其中，為發(fā)射端接收到的接收端返回的功率控制反饋信息， 為1表示接收端要求發(fā)射端增加發(fā)射功率，/(")為-1表示接收端要求發(fā)射端減 少發(fā)射功率；A為固定功率控制步長，單位是dB,選取無線通信系統(tǒng)支持的步 長即可，例如，在WCDMA系統(tǒng)中，固定功率控制步長A取0.5dB或0.2dB, 這里，固定功率控制步長A取0.5dB;標號"表示發(fā)射端調(diào)整發(fā)射功率的次數(shù)， 取大于等于0的整數(shù)；《為當前發(fā)射方位角；標號;t表示發(fā)射端發(fā)射調(diào)整發(fā)射 方位角的次數(shù)，取大于等于O的整數(shù)，其中，A為0表示第一次執(zhí)行步驟S301 確定的當前發(fā)射方位角。對于各發(fā)射方位角《下的初始發(fā)射功率,")，可以 根據(jù)經(jīng)驗取一固定值。當然，也可以取發(fā)射方位角&,下的最后一次發(fā)射功率
')，但對于發(fā)射方位角<9。，則取步璩S301中所選擇的具有最小發(fā)射功率 波束的發(fā)射功率P。p。)。
同時，統(tǒng)計連續(xù)接收到的要求增加發(fā)射功率的功率控制反饋信息的次數(shù)， 即統(tǒng)計接收到的/W連續(xù)為1的次數(shù)。
接著，執(zhí)行步驟S303,判斷統(tǒng)計到的/(")連續(xù)為1的次數(shù)是否等于預設的 第一判斷閾值Time」。其中，第一判斷閾值Time一l的選取與步驟S302中采用 的進行發(fā)射功率調(diào)整的方法有關，與功率控制步長成反比關系。對應于步驟 S302釆用固定步長功率控制進行發(fā)射功率調(diào)整，且固定功率控制步長A取0.5dB 情況，只需要第一判斷閾值Time 1> 3即可， 一般取3 ~ 6之間的任意整數(shù)。這里，第一判斷閾值Time—1取4。當然，第一判斷閾值Time—1也可以取3或 5等。另外，對于固定功率控制步長A取0.2dB時，第一判斷閾值Time一l的取 值應再稍微增大，例如第 一判斷閾值Time_l取5或6 。
假設當前發(fā)射方位角為《，如果統(tǒng)計到的/")連續(xù)為1的次數(shù)等于預設的第 一判斷閾值Timej,則說明當前發(fā)射方位角《沒有接近用戶角，需要增加方位 角迭代步長后更新當前發(fā)射方位角，執(zhí)4亍步驟S304,將方位角迭代步長&置為 預設的第一方位角迭代步長&d后，再由上述(2)式更新發(fā)射方位角；否則， 執(zhí)行步驟S305,判斷統(tǒng)計到的/(">連續(xù)為1的次數(shù)是否等于預設的第二判斷閾 值Time_2。
其中，第一方位角迭代步長L的取值與信道參數(shù)變化幅度、發(fā)射波束主瓣 寬度等有關，與信道參數(shù)變化幅度或發(fā)射波束主瓣寬度成正比，第一方位角迭 代步長&'的取值一般不超過發(fā)射波束主瓣寬度的1/6,可以取<^&-S。之間的任 意值。另外，第二判斷閾值Time_2 —般設置為當前通信環(huán)境下用戶角出現(xiàn)大 角度跳變所需要增大的功率數(shù)(單位為dB )除以所選取的功率控制步長的得到 商值，并可根據(jù)通信模型適當在計算得到的商值附近作小幅調(diào)整。根據(jù)經(jīng)驗， 對應于采用固定步長功率控制進行發(fā)射功率調(diào)整，且固定功率控制步長A取 0.5dB時， 一般用戶角出現(xiàn)大角度跳變，需要增大的功率大部分會達到十幾個 dB，所以第二判斷閾值times一2可以取25 50之間的任意整數(shù)值，這里，第二 判斷閾值thnes—2取30。當然，第二判斷閾值times—2還可以取25、 50等。
假設當前發(fā)射方位角為《，如果統(tǒng)計到的/W連續(xù)為1的次數(shù)等于預設的第 二判斷閾值Time一2，說明經(jīng)過多次發(fā)射方位角的更新后，當前發(fā)射方位角《可 能已經(jīng)遠離用戶角，則執(zhí)行步驟S306,將統(tǒng)計到的/W連續(xù)為1的次數(shù)清零后， 返回步驟S301,重新用間隔是一個波束寬度的等間隔寬度的波束搜索小區(qū)，以 重新確定當前發(fā)射方位角《+1;否則，執(zhí)行步驟S307,判斷當前發(fā)射方位角《下 的發(fā)射功率調(diào)整是否完成。如果判斷結(jié)果為已經(jīng)完成當前發(fā)射方位角《下的發(fā)射功率調(diào)整，則執(zhí)行步驟S308,根據(jù)當前發(fā)射方位角《下發(fā)射功率調(diào)整完成后 的發(fā)射功率與上一發(fā)射方位角《一,下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率，采用動態(tài)
方位角迭代步長進行發(fā)射方位角更新得《+|，然后返回步驟S302，在更新后的 發(fā)射方位角《+,下進行發(fā)射功率調(diào)整；否則，直接返回步驟S302，繼續(xù)在原發(fā) 射方位角《下進行發(fā)射功率調(diào)整。以此類推，重復上述過程，直到用戶結(jié)束通
其中，上述步驟S308具體為
當不存在上一發(fā)射方位角或當當前發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā) 射功率不大于上一發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率時，正向迭代 更新當前發(fā)射方位角；
當當前發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率大于上一發(fā)射方位角 下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率時，反向迭代更新當前發(fā)射方位角。
在本實施例中，對于存在上一發(fā)射方位角的情況，即標號/t取大于等于1
的整數(shù)。假設當前發(fā)射方位角為《，上一發(fā)射方位角為《一。先才艮據(jù)當前發(fā)射方
位角《下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率尸(《)和上一發(fā)射方位角《—,下發(fā)射功
率調(diào)整完成后的發(fā)射功率P(U,用上述(3)式確定收斂因子G，即
然后，根據(jù)收斂因子c;用上述(4)式更新方位角迭代步長，即&=^_,5,
對于不存在上一發(fā)射方位角的情況，即對于第一次執(zhí)行步驟S301，搜索確 定當前發(fā)射方位角為《，標號/t取0，則設初始收斂因子C。-1，初始步長為51。， 更新當前發(fā)射方位角為《，即正向迭代更新當前發(fā)射方位角，用得 到的《作為無線通信系統(tǒng)當前發(fā)射方位角。初始步長S。的選取與發(fā)射波束主瓣
0<義<1 J
最后，寬度成正比， 一般取發(fā)射波束主瓣寬度的1/8-1/6。
正常情況下，發(fā)射方位角跟蹤上用戶角后，就在用戶角附近來回迭代，對
應于步驟S302采用固定步長功率控制進行發(fā)射功率調(diào)整的方式，在步驟S307 中，可以根據(jù)接收到的功率控制反饋/(")出現(xiàn)連續(xù)變號的次數(shù)是否等于預設的第 三判斷閾值Time—3判斷發(fā)射功率調(diào)整是否完成。其中，第三判斷閾值1^116_3 根據(jù)經(jīng)驗選取， 一般取3-6之間的任意整數(shù)。這里，第三判斷閾值Time—3取 3，認為當接收到的功率控制反饋/W出現(xiàn)連續(xù)3次變號時，發(fā)射功率調(diào)整完成。 假設對于當前發(fā)射角《，從第n次功率更新開始，功率控制反饋/'0連續(xù)3次出
現(xiàn)變號，即發(fā)射功率連續(xù)更新為PW")和10(—1一、《)，即認為在當前發(fā)射方
位角《下的發(fā)射功率調(diào)整已經(jīng)完成,將發(fā)射功率盧")(《)或10(—4'"')戶w(《)記為當前 發(fā)射方位角《下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率P(《)，執(zhí)行步驟S308,以更
新當前發(fā)射方位角。
當然，對于采用固定步長功率控制進行發(fā)射功率調(diào)整的方式，步驟S307 中第三判斷閾值Time_3還可以根據(jù)實際需要設置為其它值，例如4 、 6等。
實施例2
進一步地，在發(fā)射方位角接近用戶角后，為了保證所述方法在用戶角突變 的情況下仍然能夠跟蹤到用戶角，作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，在步驟S302 后，還包括
判斷方位角迭代步長是否小于預設的最小方位角迭代步長，如果是則統(tǒng)計 連續(xù)接收到的要求減少發(fā)射功率的功率控制反饋信息的次數(shù)，否則執(zhí)行步驟 S303;
' 判斷統(tǒng)計到的要求減少發(fā)射功率的功率控制反饋信息的連續(xù)次數(shù)等于預設 的第四判斷閾值時，增加方位角迭代步長后執(zhí)行步驟S308，否則執(zhí)行步驟S303。 這里，選取的最小方位角迭代步長與通信系統(tǒng)支持的最小方位角迭代步長 成正比，與發(fā)射波束主瓣峰值處的尖銳程度成正比，發(fā)射波束主瓣峰值處越尖銳則最小方位角迭代步長選取值越小。這里，最小方位角迭代步長可以取0.1
。~3°之間的任意值，例如0.1° 、 0.2。 、 3°等。 一般情況下，當方位角迭 代步長小于預設的最小方位角迭代步長時，發(fā)射角就已經(jīng)跟蹤上用戶角，在正 常情況下要求連續(xù)減少發(fā)射功率的次數(shù)一般不會太多，當要求連續(xù)減少發(fā)射功 率的次數(shù)過多，達到一定值時，認為可能由于用戶以足夠的速度接近發(fā)射端等 而造成用戶角突變，發(fā)射角沒有跟蹤上用戶角。第四判斷閾值Time_4的選取 與采用的進行發(fā)射功率調(diào)整的方法及其對應的判斷發(fā)射功率調(diào)整是否穩(wěn)定的條 件有關，與所選取的功率控制步長成反比關系， 一般取4~10中的任意整數(shù)， 在本實施例中，第四判斷閾值Time—4取6，當要求連續(xù)減少發(fā)射功率的次數(shù)達 到6次時，認為可能由于用戶以足夠的速度接近發(fā)射端等而造成用戶角突變， 發(fā)射角沒有跟蹤上用戶角。此時，需要增加方位角迭代步長后執(zhí)行步驟S308， 更新當前發(fā)射方位角，即將方位角迭代步長&置為預設的第二方位角迭代步長 值^2后，再由上述(2)式更新當前發(fā)射方位角,。與第一方位角迭代步長&,的 取值相似，第二方位角迭代步長&的取值一般不超過發(fā)射波束發(fā)射波束主瓣寬 度的1/6,可以取C,& S。之間的任意值。 實施例3
為了提高波束定位的精確性，作為本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，步驟S302 釆用動態(tài)功率控制步長進行發(fā)射功率調(diào)整，假設當前發(fā)射方位角為《，采用下 式進行在發(fā)射方位角《下的發(fā)射功率調(diào)整
尸(")(《)=10(/ (6) 其中，A(")為動態(tài)功率控制步長，由下式確定
A(w)^(")A(/7-l) (7) 而^W為功率控制收斂因子，滿足下式
-、、"其中，0<^<1，則有l(wèi)imA('""im (/ )"'△(。>=()，即發(fā)射功率是收斂的。 此時，預設最小動態(tài)功率控制步長~ ,當A"、A,目時即認為當前發(fā)射方位
角下的發(fā)射功率調(diào)整已經(jīng)完成，步驟S307中就采用這種方式判斷當前發(fā)射方位 角下的發(fā)射功率調(diào)整是否完成。這種情況下，第一判斷閾值Time一l、第二判斷 閾值Time—2的選耳又要根據(jù)動態(tài)功率控制步長的變化規(guī)律、信道變化幅度等因 素綜合考慮確定。
本領域普通技術人員可以理解，實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟 是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可以在存儲于一計算機 可讀取存儲介質(zhì)中，所述的存儲介質(zhì)，如ROM/RAM、磁盤、光盤等。
實施例4
圖4示出了本發(fā)明實施例提供的發(fā)射波束跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，為了便于說明 僅示出了與本發(fā)明實施例相關的部分。
該系統(tǒng)可以用于包含均勻線陣、圓陣、方陣等天線陣列的發(fā)射端設備，可 以是運行于這些設備內(nèi)的軟件單元、硬件單元或者軟硬件相結(jié)合的單元，也可 以作為獨立的掛件集成到這些設備中或者運行于這些設備的應用系統(tǒng)中，其中
波束搜索單元401，用等間隔寬度的波束搜索小區(qū)，將具有最小發(fā)射功率 波束的主瓣角度作為當前發(fā)射方位角，其實現(xiàn)方式如上所述，不再贅述。
發(fā)射方位角更新單元402，根據(jù)當前發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的 發(fā)射功率與上一發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率，采用動態(tài)方位 角迭代步長進行發(fā)射方位角更新，其實現(xiàn)方式如上所述，不再贅述。
發(fā)射功率更新單元403，在當前發(fā)射方位角下，根據(jù)接收到的功率控制反 饋信息進行發(fā)射功率調(diào)整，并統(tǒng)計連續(xù)接收到的要求增加發(fā)射功率的功率控制 反饋信息的次數(shù)，其實現(xiàn)方式如上所述，不再贅述。
迭代步長增加單元404，當發(fā)射功率更新單元403統(tǒng)計到的次數(shù)等于預設 的第一判斷閾值時，增加發(fā)射方位角更新單元402的方位角迭代步長后，觸發(fā) 發(fā)射方位角更新單元402更新當前發(fā)射方位角，其實現(xiàn)方式如上所述，不再贅述。
功率控制判斷單元405，判斷當前發(fā)射方位角下的發(fā)射功率調(diào)整是否完成，
如果是則觸發(fā)發(fā)射方位角更新單元402更新當前發(fā)射方位角，否則，觸發(fā)發(fā)射 功率更新單元403進行發(fā)射功率調(diào)整，其實現(xiàn)方式如上所述，不再贅迷。
搜索判斷單元406,判斷發(fā)射功率更新單元403統(tǒng)計到的次數(shù)是否等于預 設的第二判斷閾值，如果是則將發(fā)射功率更新單元403統(tǒng)計到的次數(shù)清零，并 觸發(fā)波束搜索單元401重新搜索小區(qū)，以重新確定當前發(fā)射方位角，否則，觸 發(fā)功率控制判斷單元405進行判斷，其實現(xiàn)方式如上所述，不再贅述。
其中，上述第 一判斷閾值小于上述第二判斷閾值。
實施例5
進一步地，發(fā)射波束跟蹤系統(tǒng)還可以包括
迭代步長判斷單元407,在發(fā)射方位角更新單元402的方位角迭代步長小
于預設的最小方位角迭代步長時，統(tǒng)計發(fā)射功率更新單元403連續(xù)接收到的要
求減少發(fā)射功率的功率控制反饋信息的次數(shù)，并在統(tǒng)計到的要求減少發(fā)射功率 的功率控制反饋信息的連續(xù)次數(shù)等于預設的第四判斷閾值時，增加發(fā)射方位角
更新單元402的方位角迭代步長后，觸發(fā)發(fā)射方位角更新單元402更新當前發(fā)
射方位角，其實現(xiàn)方式如上所述，不再贅述。
在本發(fā)明實施例中，通過統(tǒng)計連續(xù)接收到的要求增加發(fā)射功率的功率控制 反饋信息的次數(shù)，確定是否需要采用動態(tài)方位角迭代步長進行發(fā)射方位角更新， 或重新搜索小區(qū)以重新確定當前發(fā)射方位角，實現(xiàn)了 一種發(fā)射波束跟蹤方法。 該方法在靜態(tài)信道或動態(tài)中均能有效跟蹤到用戶角，提高了無線通信系統(tǒng)發(fā)射 端跟蹤用戶角的準確性。
并且，通過統(tǒng)計接收到的要求減少發(fā)射功率的功率控制反饋信息的連續(xù)次 數(shù)，以確定是否需要增加方位角迭代步長，以在發(fā)射方位角接近用戶角后，任 能保-〖正在用戶角突變的情況下跟蹤到用戶角。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明 的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種發(fā)射波束跟蹤方法，所述方法包括下述步驟步驟a、用等間隔寬度的波束搜索小區(qū)，將具有最小發(fā)射功率波束的主瓣角度作為當前發(fā)射方位角；步驟b、在當前發(fā)射方位角下，根據(jù)接收到的功率控制反饋信息進行發(fā)射功率調(diào)整，并統(tǒng)計連續(xù)接收到的要求增加發(fā)射功率的功率控制反饋信息的次數(shù)；步驟c、判斷統(tǒng)計到的次數(shù)等于預設的第一判斷閾值時，增加方位角迭代步長，然后執(zhí)行步驟f；步驟d、判斷統(tǒng)計到的次數(shù)等于預設的第二判斷閾值時，將統(tǒng)計到的次數(shù)清零，然后執(zhí)行步驟a；步驟e、判斷到當前發(fā)射方位角下的發(fā)射功率調(diào)整未完成時，執(zhí)行步驟b；步驟f、根據(jù)當前發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率與上一發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率，采用動態(tài)方位角迭代步長進行發(fā)射方位角更新，然后執(zhí)行步驟b；所述第一判斷閾值小于所述第二判斷閾值。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟f具體為當不存在上一發(fā)射方位角或當當前發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā) 射功率不大于上一發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率時，正向迭代 更新當前發(fā)射方位角；當當前發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率大于上一發(fā)射方位角 下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率時，反向迭代更新當前發(fā)射方位角。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步-驟b中采用固定步長功 率控制或動態(tài)步長功率控制進行發(fā)射功率調(diào)整。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步驟b中采用固定步長 功率控制進行發(fā)射功率調(diào)整時，所述第一判斷閾值的取值范圍為3~6,所述第 二判斷閾值的取值范圍為25 ~ 50。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在所述步驟b后，所述方法還包括下述步驟判斷到方位角迭代步長小于預設的最小方位角迭代步長時，統(tǒng)計連續(xù)接收 到的要求減少發(fā)射功率的功率控制反饋信息的次數(shù)；判斷統(tǒng)計到的要求減少發(fā)射功率的功率控制反饋信息的連續(xù)次數(shù)等于預設 的第四判斷閾值時，增加方位角迭代步長后執(zhí)行步驟f。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第四判斷閾值的取值范圍 為4~ 10。
7、 一種發(fā)射波束跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 波束搜索單元，用等間隔寬度的波束搜索小區(qū)，將具有最小發(fā)射功率波束的主瓣角度作為當前發(fā)射方位角；發(fā)射方位角更新單元，用于根據(jù)當前發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的 發(fā)射功率與上一發(fā)射方位角下發(fā)射功率調(diào)整完成后的發(fā)射功率，采用動態(tài)方位角迭代步長進行發(fā)射方位角更新；發(fā)射功率更新單元，用于在當前發(fā)射方位角下，根據(jù)接收到的功率控制反 饋信息進行發(fā)射功率調(diào)整，并統(tǒng)計連續(xù)接收到的要求增加發(fā)射功率的功率控制 反饋信息的次數(shù)；迭代步長增加單元，用于當所述發(fā)射功率更新單元統(tǒng)計到的次數(shù)等于預設 的第一判斷閾值時，增加所述發(fā)射方位角更新單元的方位角迭代步長后，觸發(fā) 所述發(fā)射方位角更新單元更新當前發(fā)射方位角；功率控制判斷單元，用于判斷當前發(fā)射方位角下的發(fā)射功率調(diào)整是否完成， 如果是則觸發(fā)所述發(fā)射方位角更新單元更新當前發(fā)射方位角，否則，觸發(fā)所述 發(fā)射功率更新單元進行發(fā)射功率調(diào)整；搜索判斷單元，用于判斷所述發(fā)射功率更新單元統(tǒng)計到的次數(shù)是否等于預 設的第二判斷閾值，如果是則將所述發(fā)射功率更新單元統(tǒng)計到的次數(shù)清零，并 觸發(fā)所述波束搜索單元重新搜索小區(qū)，以重新確定當前發(fā)射方位角，否則，觸發(fā)所述功率控制判斷單元進行判斷；所述第 一判斷閾值小于所述第二判斷閾值。
8、 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射功率更新單元采用定 步長功率控制進行發(fā)射功率調(diào)整，所述第一判斷閾值的取值范圍為3~6，所述 第二判斷閾值的取值范圍為25 -50。
9、 一種包含權(quán)利要求7或8所述發(fā)射波束跟蹤系統(tǒng)的發(fā)射端設備。
10、 如權(quán)利要求9所述的發(fā)射端設備，其特征在于，所述設備包含天線陣
全文摘要
本發(fā)明適用于無線通信領域，提供了一種發(fā)射波束跟蹤方法、系統(tǒng)及發(fā)射端設備。在本發(fā)明中，通過統(tǒng)計連續(xù)接收到的要求增加發(fā)射功率的功率控制反饋信息的次數(shù)，確定是否需要采用動態(tài)方位角迭代步長進行發(fā)射方位角更新，或重新搜索小區(qū)以重新確定當前發(fā)射方位角，實現(xiàn)了一種發(fā)射波束跟蹤方法。該方法在靜態(tài)信道或動態(tài)中均能有效跟蹤到用戶角，提高了無線通信系統(tǒng)發(fā)射端跟蹤用戶角的準確性。
文檔編號H04W52/00GK101616472SQ20091009477
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者區(qū)達斌, 暉 王, 寧 謝, 錢恭斌 申請人:深圳大學